生物技術在超硬材料制造業的應用

　　據英國《每日郵報》報道，美國普林斯頓大學的研究人員近日利用3D打印技術制造出了一個仿生耳。這一研究的更重要意義在于，希望借此探索出電子材料和生物材料結合的新方法。

　　得益于信息技術的滲透，在過去幾十年中，制造業取得了快速發展。如今，生物技術正引領新一輪的科技浪潮，其與制造技術的結合——生物制造，將帶來新的變革。

　　生物制造改變生活

　　事實上，在前述仿生耳之前，人們就已經開始了生物制造方面的探索。比如在2000年悉尼奧運會上走紅的“鯊魚皮”游泳衣，就是生物技術和制造技術結合的典型案例。

　　按照清華大學機械工程系教授顏永年等人的定義，寬泛的生物制造包括仿生制造、生物質和生物體制造。可以說，涉及生物學和醫學的制造科學和技術均可視為生物制造。

　　那么，生物制造的應用領域主要有哪些?

　　北京航空航天大學仿生與微納生物制造技術研究中心的副教授陳華偉，在近日舉行的2013先進智能制造技術發展研討會上介紹說，生物制造主要分四個領域，分別是生物加工成型、組織器官制造、機械仿生制造和生物機電系統制造。

　　而今，學術界和產業界在上述四個方向上均有所探索，并將對傳統制造業和人們的生活產生深遠影響。

　　以生物加工成型為例。按照業界定義，生物加工成型指的是直接利用生物原型或生物材料制造出生物形體基產品，或是利用生物的加工特性，加工成型復雜零件。

　　與傳統的物理和化學加工成型相比，生物加工成型具有高效成型的優勢，可用于制造功能涂層材料、高效交通界面和微創機械界面。

　　目前，生物加工成型的價值已經開始顯現。如2008年中國民航消耗航空煤油1175萬噸、摩阻為40%，而采用生物加工成型的減阻表面可減少3%的油耗，相當于節省勝利油田單月原油產量。再比如，每年1700萬人死于心血管疾病，仿生減阻內壁的人工血管則能確保順暢的血液循環，提高器官存活幾率，避免心肌梗塞。

　　此外，生物加工成型還具有資源循環的優勢。在實現可持續制造、減少環境污染等方面有著重要的意義。

　　目前自然界中有100多萬種微生物，30萬種植物，而在動物中，昆蟲就有100多萬種。在陳華偉看來，應該最大程度借鑒自然界中生物系統的原理，設計制造結構更合理、過程更綠色、性能更優異的材料、結構和系統。